永磁同步电机改进预测电流控制

徐 楠, 吕 彦, 谢后晴

(中国矿业大学 信息与电气工程学院，江苏 徐州 221008)

永磁同步电机改进预测电流控制

徐 楠, 吕 彦, 谢后晴

(中国矿业大学 信息与电气工程学院，江苏 徐州 221008)

在模型预测控制中，大量的计算会产生动作延迟，并且离散化方法的不准确性也会将误差引入系统，当采样时间较长时上述两种情况会导致系统性能恶化。为解决该问题，可采用双线性变换法获得更为精确的电机离散时间模型，该离散方法可保证系统有更优的稳定性。再通过引入延时补偿来解决预测电流时由于计算导致的动作延迟,从而减小电流纹波。基于此搭建仿真模型并进行试验研究，仿真与试验证明该预测系统具有动态跟踪特性好、电流纹波小和抗负载扰动强等优点。

永磁同步电机； 模型预测控制； 双线性变换法； 预测电流控制； 延时补偿

0 引 言

由于具有功率密度高、结构简单、体积小及无碳刷等优点，永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)被广泛应用于调速系统中[1-3]。在航天航空、数控机床及工业机器人驱动等领域，一般对系统的动、静态性能要求较高，因此需要转矩响应快同时保证脉动较小[4-5]。电机的电磁转矩与定子电流密切相关，因此电流环的设计极其重要。目前PMSM电流环大都采用PI控制，虽方法简单易行，但由于是一线性调节器,难以兼顾系统响应的快速性和稳定性，因此，制约了其在高性能控制场合的应用[6-8]。

模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)采用多步测试、滚动优化和反馈校正等控制策略，因此控制效果好、可迅速跟踪变化的指令信号且具有较好的鲁棒性,近年来被逐渐应用于PMSM调速系统中[9-10]。……